人類活動對氣候的影響

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1、人類活動對氣候的影響人類活動對氣候的影響有兩種:一種是無意識的影響,即在人類活動中對氣候產生的副作用;一種是為了某種目的,采取一定的措施,有意識地改變氣候條件。在現(xiàn)階段,以第一種影響占絕對優(yōu)勢,而這種影響以以下三方面表現(xiàn)得最為顯著,即①在工農業(yè)生產中排放至大氣中的溫室氣體和各種污染物質,改變大氣的化學組成;②在農牧業(yè)發(fā)展和其它活動中改變下墊面的性質,如破壞森林和草原植被,海洋石油污染等等;③在城市中的城市氣候效應。自世界工業(yè)革命后的200年間,隨著人口的劇增,科學技術發(fā)展和生產規(guī)模的迅速擴大,人類活動對氣候的這種不利影響越來越大。因此,必須加強研究力度,采取措

2、施,有意識地規(guī)劃和控制各種影響環(huán)境和氣候的人類活動,使之向有利于改善氣候條件的方向發(fā)展。(一)改變大氣化學組成與氣候效應?工農業(yè)生產排入大量廢氣、微塵等污染物質進入大氣,主要有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧比二氮(N2O)和氟氯烴化合物(CFCS)等。據(jù)確鑿的觀測事實證明,近數(shù)十年來大氣中這些氣體的含量都在急劇增加,而平流層的臭氧O3??偭縿t明顯下降。如前所述,這些氣體都具有明顯的溫室效應,在波長9500毫微米(μm)及12500-17000μm有兩個強的吸收帶,這就是O3及CO2的吸收帶。特別是CO2的吸收帶,吸收了大約70-90%的紅外長波輻射。

3、地氣系統(tǒng)向外長波輻射主要集中在7000-13000μm波長范圍內,這個波段被稱為大氣窗。上述CH4、N2O、CFCS等氣體在此大氣窗內均各有其吸收帶,這些溫室氣體在大氣中濃度的增加必然對氣候變比起著重要作用。?大氣中CO2濃度在工業(yè)化之前很長一段時間里大致穩(wěn)定在約(280±10)×10-3ml/L,但在近幾十年來增長速度甚快,至1990年已增至345×10-3ml/L,90年代以后,增長速大。圖8·14(圖略)給出美國哈威夷馬納洛亞站(MaunaLoa)1959-1993年實測值的逐年變化。大氣中CO2濃度急劇增加的原因,主要是由于大量燃燒化石燃料和大量砍伐森

4、林所造成的。據(jù)研究排放入大氣中的CO2有一部分(約有50%上下)為海洋所吸收,另有一部分被森林吸收變成固態(tài)生物體,貯存于自然界,但由于目前森林大量被毀,致使森林不但減少了對大氣中CO2的吸收,而且由于被毀森林的燃燒和腐爛,更增加大量的CO2排放至大氣中。目前,對未來CO2的增加有多種不同的估計,如按現(xiàn)在CO2的排放水平計算,在2025年大氣中CO2濃度為4.25×10-3mL/L為工業(yè)化前的1.55倍。甲烷(CH4沼氣)是另一種重要的溫室氣體。它主要由水稻田、反芻動物、沼澤地和生物體的燃燒而排放入大氣。在距今200年以前直到11萬年前,CH4含量均穩(wěn)定于0.7

5、5-0.80×10-3mL/L.近年來增長很快。1950年CH4含量已增加到1.25×10-3mL/L,1990年為1.72×10-3mL/L。Dlugokencky等根據(jù)全球23個陸地定點測站和太平洋上14個不同緯度的船舶觀測站觀測記錄,估算出近10年來全球逐年CH4在大氣中混合比(M)的變化值如圖8·15(圖略)所示。根據(jù)目前增長率外延,大氣中CH4含量將在公元2000年達2.0×10-3mL/L,2030年和2050年分別達2.34至2.50×10-3mL/L。?一氧化二氮(N2O)向大氣排放量與農田面積增加和施放氮肥有關。平流層超音速飛行也可產生N2O

6、。在工業(yè)化前大氣中N2O含量約為2.85×10-3mL/L。1985年和1990年分別增加到3.05×10-3mL/L和3.10×10-3mL/L。考慮今后排放,預計到2030年大氣中N2O含量可能增加到3.50×10-3-4.50×10-3mL/L之間,N2O除了引起全球增暖外,還可通過光化學作用在平流層引起臭平氧O3離解,破壞臭氧層。?氟氯烴化合物(CFCS)是制冷工業(yè)(如冰箱)、噴霧劑和發(fā)泡劑中的主要原料。此族的某些化合物如氟里昂11(CCl2F,CFC11)和氟里昂12(CCl2F2,CFC12)是具有強烈增溫效應的溫室氣體。近年來還認為它是破壞平流層

7、臭氧的主要因子,因而限制CFC11和CFC12生產巳成為國際上突出的問題。在制冷工業(yè)發(fā)展前,大氣中本沒有這種氣體成分。CFC11在1945年、CFC12往存在1935年開始有工業(yè)排放。到1980年,對流層低層CFC11含量約為168×10-3mL/L而CFC12為285×10-3mL/L,到1990年則分別增至280×10-3mL/L和484×10-3mL/L,其增長是十分迅速的。圖8·16(圖略)給出CFC12近數(shù)十年來的變化形勢,其未來含量的變化取決于今后的限制情況。根據(jù)專門的觀測和計算大氣中主要溫室氣體的濃度年增量和在大氣中衰變的時間如表8·7(圖略)所

8、示。可見除CO2外,其它溫室氣體在大氣

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